Используемая система координат

Некоторые особенности действия напряжений

а) изгиб от ЦБ сил. В зависимости от конструкции пера и расположения бандажных полок изгиб от инерционных сил может иметь одинаковый или противоположный знак изгибу от газовых сил. Одинаковый знак- напряжения изгиба складываются, условия работы лопаток ухудшаются.

Противоположный знак- дает возможность компенсации газовых изгибающих моментов. В некоторых случаях вынужденная мера для обеспечения прочности лопаток;

б) кручение от ЦБ и газовых сил- напряжения, как правило, незначительные (знаки противоположны). Определяются (учитываются) при уточненных проверочных расчетах. Для лопаток К безбандажных полок определяют углы упругой раскрутки лопаток- для корректировки углов установки.

Напряжения кручения могут быть более значительными у широкохордных лопаток с большим удлинением и закруткой;

в) вибрационные напряжения- достигают максимальных значений при резонансе, который в лопатках стараются исключить;

г) термические напряжения возникают вследствие неравномерности распределения температур по сечению лопатки, особенно в охлаждаемых лопатках.

Расчеты на прочность выполняют для различных режимов -прочностных режимов, согласованных с разработчиками ЛА и АГТД – в зависимости от режимов работы двигателя и условий полета. Например, расчетными могут быть следующие режимы:

– стендовый режим, когда частота вращения ротора яв­ляется максимальной, а температура газа на лопатках наиболее высокой;

– режим максимальной скорости полета у поверхности земли, когда режим работы двигателя соответствует максимальному, а азро- и газодинамические силы на лопатках достигают наиболь­ших величин;

– режим полета на максимальной высоте при максимальной частоте вращения ротора. В этих условиях аэродинамические силы лопаток становятся минимальными, а преобладает обратный

по знаку компенсирующий изгибающий момент от инерционных сил;

– иногда необходимо оценить прочность лопаток турбин на режимах максимальных градиентов температур в лопатках. Такие условия возникают кратковременно на режимах запуска и при- емистости двигателя, а также непосредственно после его останова, особенно в полете. Большие градиенты температур могут вызвать перенапряжения отдельных участков лопаток, особенно кромок, появление трещин и последующих поломок.

Могут быть рассмотрены и другие режимы(в зависимости от назначения ЛА)- по климатическим условиям – t_min, t_max и т.д..

Рисунок 5.4 – Схема нагружения рабочей лопатки компрессора

Ось х совпадает с осью вращения, положитель­ное направление принято по потоку воздуха (газа). Ось r(z- в некоторых источниках) перпендикулярна оси вращения и проходит через центр тяжести корневого сечения лопатки (точка О). Ось y перпендикулярна плоскости rОх.

В расчетах используется также местная система ко­ординат –x₁O₁y₁, лежащая в плоскости поперечно­го сечения лопатки, с началом О₁ в центре тяжести рассматриваемого сечения. Оси х₁ и y₁ параллель­ны осям х и у. Центр тяжести сечения О₁ может быть расположен на некотором удалении от оси r.

Это делается специально для уменьшения изгибных напряжений в рабочих лопатках; расстояние от проекции О₁ на корневое сечение до центра тя­жести корневого сечения О называется выносом центра тяжести сечения.

.

Дата добавления: 2014-01-11